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糧食加工裝備業的現狀與未來發展

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糧食加工裝備業的現狀與未來發展

發布日期:2018-09-27 16:20 來源:http://www.rgv03.com 點擊:

   進入21世紀以來,我國糧食加工業持續快速發展,產業規模和企業實力明顯擴大。2010年規模以上糧食加工企業1.83萬個,工業總產值2.6萬億元(占食品工業總產值近40%),銷售收入2.3萬億元,利稅總額2895.9億元,年末從業人員300萬人,分別比2005年增長了70%,264%,232%,290%和60%。糧食作為人類賴以生存的重要物質基礎,在國民經濟和社會發展中占據十分重要的地位。糧食加工業是我國國民經濟的重要基礎產業,對滿足城鄉居民消費需求、保障國內糧食安全具有重要意義,同時對中原經濟區建設和促進“三化”建設也具有重要意義和作用。我國的糧食加工業發展于20世紀80年代。經過國內“八五”、“九五”、“十五”、“十一五”的建設,糧油食品工業及糧油食品機械得到了快速發展。據不完全統計,2011年我國糧油食品工業實現利稅總額6500億元。糧油食品機械工業總產值占其中較大的比重,目前已成為我國十大機械行業之一。經過建國后尤其是改革開放以來近幾十年的發展,我國糧食加工裝備業經歷了從無到有,由小變大、由弱變強的發展歷程,目前國內許多產品已接近和達到國內外先進水平,但整體與國外發達國相比,還存在較大的差距。具體表現為:產品品種少,技術水平低;機械設備效率低、能耗大,質量差,壽命短;自動化程度低;大型成套化節能加工裝備缺乏;自主開發能力薄弱,自主知識產權匱乏;高新技術應用少,新材料、新工藝推廣慢;無法實現運行參數精準控制和系統的持續穩定運行等。國產糧食加工機械易損件及標準件使用壽命較短,如膠輥、篩筒、篩片、砂輥、鐵輥、米刀和螺旋推進器等易損件的使用壽命和國外的先進設備相比還有很大的差距。其原因是:首先,糧食加工行業基礎技術研究匱乏;第二,目前國內沒有專業的糧食加工裝備機械特性實驗室。因此,相關技術的匱乏已嚴重制約我國糧食加工業及裝備制造企業的發展,迫切需要開展相關技術及裝備的研究與應用,以提高我國糧食加工裝備技術水平,加快糧食加工裝備現代化的發展進程。需要國內加大科技與資金的投人,提升糧食加工裝備的技術水平,帶動糧食加工業發展,提高人民生活水平和糧食利用率。

 

   一、糧食加工裝備技術亟待加強的重要性和必要性

  (一)糧食加工在國民經濟和社會發展中具有重要地位

  “民以食為天”,糧食及其制品作為基礎的民生物資,是人類賴以生存和發展的必要條件,在國民經濟和社會發展中占有特別重要的地位。黨中央國務院長期高度重視“三農”問題,強調“鞏固和加強農業基礎地位,是治國安邦的頭等大事”。而強化科技創新,發展糧食加工產業,提高加工水平和加工裝備水平,是改善人民生活,促進農業增效和農民增收,保障農業可持續發展的重要舉措。發達國農業增值的大環節是在糧食的加工轉化,例如,美國糧食加工環節的增值是種植生產環節的3.6倍,從而大大促進了農業發展。相比之下,我國農業經濟質量和效益不高,已成為影響農業發展和糧食生產的主要制約因素。而實驗室的建立將延伸糧食加工鏈、提高糧食附加值、加大糧食經濟價值空間,對于提高農民生產糧食的積極性,促進農業發展起到巨大的帶動和引導作用。

  (二)糧食加工技術及裝備是保障糧食加工產業發展的必要條件

  糧食加工的技術水平和加工質量是通過糧食加工裝備來體現的,糧食加工裝備制造業決定著糧食加工產業的水平和能力,先進的裝備是引領糧食加工技術更新和產業升級,實現加工現代化的必備條件。因此只有提高糧食加工裝備的設計能力和制造水平,才能真正保障糧食加工和農業產業化的快速發展。發達國的糧食加工業發展較早,其主要依賴于不斷的技術進步和機械裝備的創新,使得糧食加工業達到了現代化水平,形成了獨立完備的糧食工業體系。國外糧食裝備制造業十分重視糧食加工技術的研究,注重加工裝備的創新和開發,強調全過程技術服務。近幾年,發達國糧食加工裝備制造企業不斷加強高新技術的應用,使糧食加工裝備的機電一體化技術水平不斷提升,設備更加節能、高效和可靠,產品在國內外市場上的競爭力穩步提高。糧食加工技術及裝備成為了糧食加工產業發展的基礎和必要條件,如國內小麥制粉業的發展,帶動了小麥深加工、食品和餐飲的發展。從21世紀初至2007年,福建省的食品工業完成工業總產值876.88億元,實現利稅112.19億元,產品銷售收入817.61億元,進人國內食品行業十前之列。此外在農業糧食資源中大量有價值的成份仍被排斥在資源之外,導致其開發利用模式單一、低效和浪費。例如,國內每年有大量的農作物秸稈和農產品加工的副產品,都是生產生物能源和其它產品的原料。但目前均未完全真正作為資源充分開發利用。需要糧食加工技術及裝備業提供相應保障。

  (三)糧食加工業的發展需要糧食加工技術及裝備的創新

  隨著糧油工業的發展,我國糧食裝備制造業得到了較快的發展,質量也得到了明顯提高。盡管我國糧食加工業進人了良好的發展階段,但我國糧食加工業產業層次和整體技術水平仍然較低,普遍存在加工效率低和技術含量不高等問題。與世界先進水平相比,國產糧食加工裝備在技術性能、產品質量和成套性方面的差距尤為突出,如自主開發能力和基礎研究薄弱;自主知識產權少;高新技術應用少;生產效率低、設備能耗大;新材料應用少,自動化程度不高,人機環境考慮不夠,現代設計制造技術應用程度不高等。顯然已不能滿足我國糧食產業現代化和未來發展以及人民生活水平提高的要求。目前世界先進的糧食加工裝備制造業主要集中在歐洲、日本和美國,著名的4家糧食機械制造企業分別是瑞士布勒(以生產小麥加工裝備為主)、日本佐竹(以生產稻谷加工裝備為主)、意大利OCRIM和GBS公司(以生產小麥加工和糧食港口裝備為主),年銷售收入都超過了100億元人民幣,基本上壟斷著世界糧食加工大型成套裝備市場。自20世紀90年代開始,這4家跨國公司陸續實施市場戰略轉移,分別采取合資或獨資的方式在無錫、蘇州和北京建廠,逐步形成了他們在海外規模化的生產基地。他們利用其先進的技術手段、管理優勢和市場經驗,正在威脅著我國糧食加工裝備制造企業的生存。所以,如何實現我國糧食加工裝備制造企業整體水平的提高,實現我國糧食工業跨越式的發展,建立“國家糧食局糧食加工技術及裝備重要實驗室”是行業發展的迫切需求。

   (四)高新技術對行業技術進步和產業發展的作用

  我國食品工業發展規劃中提出了食品工業產值與農業產值的比例由原來0.3-0.4:1提高到0.5:1。糧油食品機械工業要相應發展,以適應糧油食品工業自動化、高效化、現代化發展的要求。經綜合分析,國內糧油食品機械市場的中高端產品絕大部分被國外設備占領。急需研究開發國內自主知識產權的先進的糧油食品機械設備,發展民族糧油食品機械裝備業,滿足國內需要,并逐步擴大出口,占領國內外市場。高新技術是各行業科技發展的前沿以及各國技術競爭的要點,對糧食加工裝備業的市場競爭作用日漸明顯。高新技術在糧食加工裝備業中的應用,對提高其生產效率和經濟效益、降低能耗和生產成本、增加產品得率和提高市場競爭力等具有重要作用。與傳統的糧食加工技術相比,高新技術具有更大的經濟、社會和環境等發展優勢。

 

  二、國內外糧食加工技術及裝備之間的差距

  糧食加工業離不開裝備,裝備是糧食流通產業鏈中有價值和體現核心技術的一環。隨著我國糧食加工裝備制造業的發展,特別是近幾十年,在經歷了設備選定型、引進吸收、集成創新三個階段后,我國民族糧食加工機械裝備制造業的技術水平得到了快速發展,與發達國的差距不斷縮小,部分設備性能已接近或達到國內外先進水平,甚至出口,或直接參與國內外市場競爭。但總體上看,我國糧食裝備技術水平與發達國相比還有不小差距,主要以中低端技術水平為主高端市場的裝備競爭力不強,缺少有自主知識產權的產品和品牌產品。

  (一)產品質量、性能及技術水平的差距

  產品質量差距:主要表現在穩定性和可靠性差,造型落后,外觀粗糙,基礎件和配套件壽命短,無故障時間短、安全性差。絕大多數產品還沒有制定可靠性標準,該行業幾乎所有的設計單位還沒有引入歐盟和國內外通用的機械安全和衛生要求標準,幾乎所有的機械制造單位還沒有引入國內外通用的GMP規范,少數較好的產品所制定的可靠性標準無故障時間比發達國低得多,是發達國的1/2—1/3。性能上的差距:主要表現在生產能力低、能耗高、出品率低等方面。技術水平上的差距:主要表現在高技術應用少,自控技術差,生產線自動化程度低等方面。近年來,經過國內出臺引進國內外知名糧食加工企業來華投資的舉措,使得我國的糧油機械工業產品發生了質的飛躍。許多產品已經接近和達到國內外先進水平,為我國糧油機械產品實施新一輪“走出去”戰略,奠定了可靠基礎。

  (二)產品結構、企業組織結構等方面的差距

  我國糧食加工機械產品單機多,成套流水線少;通用機型多,對特殊要求和特殊物料加工設備缺門多;結構簡單、技術含量低的產品多,高技術附加值、高生產率的產品少;主機多、輔機少。發達國高技術附加值的產品門類均較為齊全,產品系列依市場需求而派生,配套性強。糧食加工機械制造企業,在組織結構方面,大差距在于重視生產加工,輕視研究開發,研究創新不夠,不能緊跟市場需求及時提供產品大多數企業技術人員占職工總數的比例不超過10%,而其中真正從事研究開發的人員為數不多。

  (三)科學研究、新產品開發方面的差距

  在糧食加工機械研究領域,缺乏相應的科研手段和設施,在國內范圍內沒有一家成規模的試驗基地,以往新產品開發主要還是靠樣機測繪仿制和局部改進提高等形式完成研制工作。設計方面,缺乏與國內外接軌的理論依據、標準依據和試驗研究手段;機械制造方面,缺乏完備的制造規范和質量保障體系。導致一些新產品開發工作缺乏嚴謹的試驗研究,就直接投入生產應用,科研成果缺乏成熟性,穩定性和安全性,結果使一些產品降低了市場競爭力和信譽,導致一些糧食加工企業寧愿花高額資金買國外設備,而不愿買價格便宜的國產設備,這是造成近幾年我國糧食加工設備進口額居高不下的重要原因。

 

  三、國內對糧食加工技術及裝備的需求

  隨著我國經濟的迅速發展和人民生活水平的不斷提高以及小康型社會目標的逐步實現,居民對糧油食品的需求趨向多樣化,多層次化,為糧食加工業的發展提供了廣闊的市場空間。作為糧食加工機械制造企業將提供多品種、高質量的產品以滿足糧食加工業發展的需要。

  近幾年,隨著企業組織結構的優化調整,國內 糧食加工企業向著大型化和規模化的方向發展,大型化和成套化糧油食品加工裝備需求上升。國內市場每年需要從國外大量引進技術含量高的大型設備和成套設備,這說明國內產品種類和技術水平尚不能滿足用戶需求,致使糧食加工設備進口呈逐年上升狀況,需要我國糧食品工裝備行業認真分析,采取對策,抓緊研究開發以滿足國內市場的需求。

 

  四、未來幾年糧食加工裝備技術的挑戰

  未來幾年糧食加工業應著力把稻米深加工的生物技術、膜分離技術、離子交換技術、高效干燥技術、超微技術、自動化工藝控制技術等高新技術作為稻米加工業產品市場競爭力和行業發展及獲得高額利潤的關鍵因素。在小麥制粉生產過程中,應用計算機管理和智能控制技術,應用各種傳感裝置,實現生產過程的計算機管理,大限度地利用小麥資源,使生產過程平穩、高效地運行。利用生物技術的研究成果,采用安全、高效的生物添加劑改善面粉食用品質,替代現在使用的化學添加劑,使傳統的小麥加工業生氣蓬勃。玉米加工業使用大型濕磨、密閉循環工藝,采用電子計算機對生產過程進行控制,使加工工藝過程具有很高的透明度。隨時變換和調節工藝條件,使玉米淀粉、蛋白質、纖維和玉米油等玉米加工的綜合利用率達到99%以上。應用現代生物酶技術、色譜分離、膜分離技術、噴射、超微以及自動化微機控制等技術,促使我國糧油工業進人高科技、高產出的快速發展階段。

  (一)開展糧食加工關鍵裝備優化設計及優工作狀態研究

  開展糧食加工關鍵設備優化設計理論及優工作狀態的研究,在糧食機械產品數字化設計、動態設計、振動、噪聲及其控制研究等方面有所突破,加強糧食加工技術創新,吸收國內外先進技術,加大高新技術應用,提高加工裝備的整體自動化水平。

  (二)開展篩分分離、粉碎研磨機理及方法研究

  建立篩分試驗平臺,引人先進觀測、檢測技術,進行糧食顆粒篩分運動規律分析;多場耦合條件下,進行糧食篩面的運動、振動機理分析。

  進行粉碎研磨機理研究,主要包括:粉碎度與綜合作用力的數學模型建立;粉碎能耗研究;研磨參數優化;粉碎特性實驗研究。

  (三)開展稻谷脫殼與碾白特性的相關研究

  稻谷脫殼與碾白特性研究,稻谷脫殼與碾白機理研究,稻谷加工機械設備的機械性能、工藝效果與負載特性研究。探索佳工藝方法、確定佳工藝路線及優參數。利用現代設計方法開展大型稻谷加工設備結構優化及設計程序研究;創建高效節能型糧食加工關鍵裝備設計新理論、新方法、新工藝;建立稻谷加工關鍵技術與裝備的運動學和氣力參數、工藝和結構參數等與加工效果、效率、產量、能耗等指標間的計算模型。

  (四)進行糧食與設備摩擦磨損理論及關鍵結構力學分析

  研究糧食與管道設備的摩擦及糧食顆粒沖擊磨損的去除機理,分析谷物與管道摩擦對管壁表面結構和力學性質的影響,建立材料的動態破壞機理;研究管道的變形和沖擊硬化現象,并對交變載荷界面的摩擦磨損規律及表面結構進行優化;研究多場耦合作用下材料表面摩擦磨損形態的變化狀態;研究磨損過程中谷物顆粒與管壁材料相互作用的效能機制;研究谷物加工設備中加工谷物時的動力傳遞理論。對相關設備進行靜、動力學及熱力學性能分析,結構關鍵部位疲勞壽命計算分析;特殊結構冗余度分析計算;結構失效模式研究;結構布局分析及優化并進行結構件的疲勞試驗;結構振動與強度方面的各種參數測試與分析。

  (五)糧油加工裝備系統大型化和集約化研究

  根據市場需求,采用新技術、新材料、新工藝研發適合糧食加工業企業大型化、集約化糧食加工裝備。如大型輸送設備、組合清理設備(產量在1000—2000t/d)和除塵設備、專用粉配粉成套設備、正壓輸送過程中的面粉處理設備。

 

  五、如何抓住機遇迎接挑戰

  針對未來幾年糧食加工裝備技術的挑戰,糧食加工裝備業需要做到以下幾點:

  (1)深入地吸收國外的先進技術以往糧機企業引進先進技術時,一般僅限于實體產品和使用安裝說明,通過比較常規的技術手段,進行消化吸收,獲取總體結構和零組件的圖紙資料,并將其國產化,為企業提供一定的經濟增長。由于條件的制約,對隱形的設計及關鍵工藝等核心技術,失于深入探求。在消化吸收時,沒有解決好與設計相關聯的使用性能。

       (2)增加糧食加工裝備的研發力度消化吸收先進技術產品的直接目的,是獲取其核心技術即質量特性,通過反設計、試驗、驗證和分析等工作,尋求原始設計參數,設計特性,裕度等設計數據以及特殊工藝。評價其質量特性水平,進行設計定型。以全套設計圖紙和技術文件作為產品生產質量的設計符合性標準。如果我們把消化吸收不深透的產品叫形似產品的話,深透消化吸收就是將知識層面的形似產品轉化為智慧層面的神似產品只有做到了神似產品,我們才有理由說,已經站到“巨人”(先進產品)的肩膀上了,以此作為高起點起步,向前發展。隨著經濟發展和社會進步,低工資低成本的價格比較優勢日趨縮小,要想使企業可持續發展,只有向研發發展。創造新產品,把企業現有低水平創收能力轉化為新經濟價值的創收能力。增加企業的研發力度,才是企業的生命之源。

      (3)創自己的糧食加工裝備品牌品牌的基礎是質量,品牌的價值是信任。就機械產品而言,品牌產品是具有廣泛公信力的產品,停留在知識層面的仿制產品不是也不可能成為品牌產品,即使是研發出的高檔產品但公信力不足,也不算品牌產品。企業的品牌是與自主研發創新和質量保障為伍的長期蓄積品牌力量的過程。

      (4)加大科學技術儲備技術儲備包括數據庫,資料文獻庫,技術專利和以知識、技能為資本價值的人力資本,高科技產品還包括預研的成果。其中大部分技術儲備應是具有自主知識產權的儲備,其余為引進的技術儲備。糧食加工裝備業的發展同樣離不開技術儲備。

       (5)建立更深入廣泛的產學研合作機制與高校建立產學研合作的機制,可以利用高校的知識、人才資源優勢,可以為糧食加工裝備業源源不斷的輸送新鮮血液與活力,從而使企業在技術創新、成果轉化方面獨具優勢。

       (6)糧食加工裝備技術研究平臺建設政府應出臺科學的糧食加工專項發展規劃,理順糧食產業化發展的管理體制,大力扶持和引導糧食產業地加工,構建合理的糧食加工體系,推進產業結構升級及糧食產業化經營,需加大投入建立一個適應我國糧食加工業發展要求的裝備技術研究平臺,用于提升糧食加工裝備的技術水平,帶動糧食加工業發展,提高人民生活水平。

相關標簽:糧食成套加工設備

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